ВВЕДЕНИЕ. Марийский государственный технический университет

Т 31

ТЕЛЕВИДЕНИЕ

КУРС ЛЕКЦИЙ

Йошкар-Ола

Марийский государственный технический университет

2011

УДК

ББК 32.94

Рецензенты:

Кандидат технических наук, профессор, заведующий кафедрой
информатики Марийского государственного технического университета А.В. Кревецкий

Начальник отдела АСУП ОАО «Марийский машиностроительный завод» Е.Л. Цивин

Т 31 Телевидение: курс лекций / А. О. Евдокимов, О. К. Ульрих - Йошкар-Ола: Марийский государственный технический университет, 2011 г.- 232 c.

В сжатой форме представлены материалы для самостоятельной подготовки и аудиторной работы студентов при изучении дисциплин «Телевидение», «Основы телевидения», «Цифровое телевидение». Для студентов специальностей «Радиотехника», «Радиосвязь, радиовещание и телевидение» и направлений подготовки бакалавров «Радиотехника», «Телекоммуникации» и «Инфокоммуникационные технологии и системы».

УДК

ББК 32.94

© Марийский государственный

технический университет, 2011

ОГЛАВЛЕНИЕ

ПРЕДИСЛОВИЕ.. 7

ВВЕДЕНИЕ.. 9

ЛЕКЦИЯ 1. ИСТОРИЯ ПОЯВЛЕНИЯ ТЕЛЕВИДЕНИЯ.. 10

1.1. История создания современных систем телевидения. 10

1.2. Электро-механические системы телевидения. 12

1.3. Электронные системы телевидения. 14

1.4. Первый советский телевизор. 15

1.5. Проблемы стандартизации. 17

ЛЕКЦИЯ 2. ОСНОВНЫЕ ПОНЯТИЯ. КЛАССИФИКАЦИЯ, СОСТАВ И СТРУКТУРНАЯ СХЕМА ТИПОВОЙ ТЕЛЕВИЗИОННОЙ СИСТЕМЫ... 20

2.1. Основные понятия. 20

2.2. Классификация телевизионных систем.. 21

2.3. Основные параметры телевизионной системы.. 22

2.4. Структурная схема телевизионной системы.. 26

2.5. Структурная схема соместимой системы цветного телевидения. 29

ЛЕКЦИЯ 3. ПРИНЦИПЫ ТЕЛЕВИДЕНИЯ.. 32

3.1. Физические основы телевидения. 32

3.3. Устройство зрительного аппарата человека. 37

3.4 Свойства зрения. 39

ЛЕКЦИЯ 4. АНАЛИЗ И СИНТЕЗ ОПТИЧЕСКИХ ИЗОБРАЖЕНИЙ.. 42

4.1. Разложение изображения. 42

4.2. Принципы развертки телевизионного изображения. 49

ЛЕКЦИЯ 5. РАЗВЕРТЫВАЮЩИЕ УСТРОЙСТВА. СТРОЧНАЯ РАЗВЕРТКА 55

5.1. Требования, предъявляемые к развертывающим устройствам.. 55

5.2. Особенности структуры синхрогенератора. 57

5.3. Построение генераторов разверток. 58

5.4. Выходной каскад строчной развертки. 65

ЛЕКЦИЯ 6. РАЗВЕРТЫВАЮЩИЕ УСТРОЙСТВА. КАДРОВАЯ РАЗВЕРТКА ТЕЛЕВИЗИОННОГО ИЗОБРАЖЕНИЯ 70

6.1. Модуль кадровой развертки. 71

6.2. Особенности генератора кадровой развертки. 75

6.3. Повышение эффективности выходного каскада. 80

ЛЕКЦИЯ 7. КОЛОРИМЕТРИЯ И ЦВЕТОВЫЕ ПРОСТРАНСТВА.. 85

7.1. Колориметрия. 85

7.2. Цветовые пространства. 89

7.3. Хроматические координаты.. 91

ЛЕКЦИЯ 8. ПОЛНЫЙ ЦВЕТНОЙ ТЕЛЕВИЗИОННЫЙ СИГНАЛ. СЕТКА ТВ ВЕЩАНИЯ 93

8.1. Основные требования к вещательной системе цветного телевидения. 93

8.2. Полный телевизионный сигнал. 95

8.3. Полоса частот телевизионного сигнала. 98

8.4 Кодирование сигналов цветного изображения. 101

ЛЕКЦИЯ 9. БЛОК ОБРАБОТКИ СИГНАЛОВ.. 105

9.1. Классификация устройств обработки видеосигналов. 105

9.2. Состав блока обработки сигналов. 106

9.3. Работа усилителя промежуточной частоты изображения. 107

ЛЕКЦИЯ 10. СТРУКТУРА АНАЛОГОВЫХ И АНАЛОГОВО-ЦИФРОВЫХ ТЕЛЕПРИЕМНИКОВ 108

10.1. Cтруктура аналоговых и аналогово-цифровых телеприемников. 108

10.3 Основные узлы телевизионного приемника. 111

ЛЕКЦИЯ 11. СИСТЕМЫ ТЕЛЕВИЗИОННОГО ВЕЩАНИЯ.. 115

11.1. Стандартные системы телевизионного вещания. 115

11.2. Система вещания PAL.. 116

11.3. Система SECAM... 120

11.4. Система NTSC.. 128

ЛЕКЦИЯ 12. МЕТОДЫ ПОВЫШЕНИЯ КАЧЕСТВА ИЗОБРАЖЕНИЯ В ТЕЛЕВИЗИОННЫХ СИСТЕМАХ И КОРРЕКЦИЯ ТЕЛЕВИЗИОННЫХ СИГНАЛОВ.. 132

12.1. Повышение качества изображения в телевизионных системах. 132

12.2. Коррекция телевизионных сигналов. 136

12.3. Cнижение перекрестных искажений между сигналами яркости и цветности в системе SECAM 139

12.4. НЧ и ВЧ коррекция ТВ сигналов. 144

ЛЕКЦИЯ 14. ДАТЧИКИ И УСТРОЙСТВА РЕГИСТРАЦИИ ТЕЛЕВИЗИОННЫХ ИЗОБРАЖЕНИЙ РАЗЛИЧНЫХ ДИАПАЗОНОВ ИЗЛУЧЕНИЯ. ВИДИКОН, ПЛЮМБИКОН, ДИССЕКТОР, ПЗС.. 145

14.1. Требования, предъявляемые к датчикам.. 146

14.2. Видикон. 146

14.3. Плюмбикон. 151

14.4. Диссектор. 155

14.5. Приборы с зарядовой связью.. 158

ЛЕКЦИЯ 15. ЦВЕТОДЕЛЕНИЕ И ПЕРЕДАЮЩИЕ ТЕЛЕВИЗИОННЫЕ КАМЕРЫ 163

15.1. Классификация телевизионных камер. 163

15.2. Оптическая система телевизионной камеры.. 166

15.3. Камерный канал. 171

ЛЕКЦИЯ 16. УСТРОЙСТВА ФОРМИРОВАНИЯ ТВ ИЗОБРАЖЕНИЯ. МОНИТОРЫ С ЭЛЕКТРОННО-ЛУЧЕВЫМИ ТРУБКАМИ 173

16.1. Требования к устройствам синтеза телевизионных изображений. 173

16.2 Устройство кинескопа. 175

16.3. Электронный прожектор. 176

16.4. Кинескопы черно-белого изображения. 179

16.5. Трехлучевой цветной кинескоп. 182

ЛЕКЦИЯ 17. СОВРМЕННЫЕ УСТРОЙСТВА ОТОБРАЖЕНИЯ ИЗОБРАЖЕНИЙ. ЖИДКОКРИСТАЛЛИЧЕСКИЕ ДИСПЛЕИ 188

17.1. Назначение и устройство жидкокристаллического дисплея. 189

17.2. Технологии ЖК мониторов. 192

ЛЕКЦИЯ 18. ПЛАЗМЕННЫЕ ПАНЕЛИ.. 197

18.1. Конструкция и принцип работы плазменной панели. 198

18.2. Управление и адресация в плазменных панелях. 201

18.3. Преимущества плазменных панелей. 203

ЛЕКЦИЯ 19. ЦИФРОВОЕ ТЕЛЕВИДЕНИЕ.. 207

19.1. Общие сведения о цифровом телевидении. 207

19.2. Структурная схема цифровой телевизионной системы.. 211

19.3. Формирователь цифровых телевизионных сигналов. 213

19.4. Задача сжатия видеоинформации. 214

19.5. Цифровое представление звуковых сигналов. 218

ЛЕКЦИЯ 20. МЕТОДЫ СЖАТИЯ ИЗОБРАЖЕНИЙ.. 222

20.1. Сжатие неподвижных изображений по стандарту JРЕG.. 222

20.2. Дискретное косинусное преобразование. 226

20.3. Энтропийное кодирование. 230

ЛЕКЦИЯ 21. СЖАТИЕ ВИДЕОПОСЛЕДОВАТЕЛЬНОСТЕЙ. СТАНДАРТЫ MPEG 232

21.1. Цифровые стандарты телевизионного вещания. 232

21.2. Сжатие движущихся изображений. 234

21.2. Кодер видеоинформации. 237

21.3. Декодер видеоинформации. 243

21.4. Искажения изображений при сжатии. 249

ЛЕКЦИЯ 22. КОНСЕРВАЦИЯ ИЗОБРАЖЕНИЙ НА CD И DVD ДИСКАХ.. 251

22.1. Форматы записи. 251

22.2. Технология записи CD и DVD дисков. 253

22.3. Промышленное тиражирование CD и DVD дисков. 255

ЛЕКЦИЯ 23. ТЕЛЕВИДЕНИЕ ПОВЫШЕННОГО КАЧЕСТВА.. 259

23.1. Телевидение высокой четкости. 259

23.2. Параметры системы телевидения высокой четкости. 260

23.3. Форматы вещания телевидения высокой четкости. 263

ЛЕКЦИЯ 24. ПЕРСПЕКТИВЫ ТЕЛЕВИДЕНИЯ.. 265

24.1. Цифровое объемное телевидение. 265

24.2. IPTV системы.. 273

26.3. Мобильное телевидение. 275

ЗАКЛЮЧЕНИЕ.. 279

БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК.. 281

ПРЕДИСЛОВИЕ

Тенденции развития современного общества имеют преимущественно техногенный характер. Неумение работать с компьютером в современном мире может быть приравнено к неумению писать и читать. Это сложное устройство помогает решать столь широкий спектр задач, что все большему количеству людей оно необходимо уже не только на работе, но и дома, и везде. Само собой компьютер занимает далеко не последнюю роль в современном профессиональном образовании, особенно технической направленности.

К сожалению, очень часто складывается ситуация, когда студенты в прямом смысле злоупотребляют возможностями, предоставляемыми сетью и стремятся работать не с материалами, рекомендованными преподавателем, а только с теми, которые доступны в сети. Особенно ярко подобная ситуация проявляется, когда для изучения материала приходится пользоваться разнообразными бумажными источниками. Порой нежелание и неумение работать самостоятельно и уверенность в безграничных возможностях информационных сетей, а также недостаточная степень владения технологиями поиска и переработки информации приводят к тому, что студенты зачастую используют недостаточно надежные источники, которые иногда заведомо вводят в заблуждение или искажают представленные сведения, что совершенно недопустимо при изучении основополагающих технических дисциплин.

Таким образом, по мнению авторов, назрела необходимость создания учебного издания по принципу «все в одном», где будут собраны соответствующие требованиям образовательных стандартов материалы для аудиторной и самостоятельной работы, рассчитанные на разный уровень начальной подготовки студентов, а также материалы для самоконтроля и подготовке к контрольным испытаниями. Рабоая над настоящим курсом, авторы пытались реализовать именно такой подход, поэтому выражают надежду, что форма данного учебного пособия понравится читателям и они получат необходимые сведения по дисциплинам «Телевидение», «Основы телевидения», «Цифровое телевидение». Расширению профессионального кругозора будет способствовать и знакомство с другими источниками, представленными в библиографическом списке. А приобрести и закрепить практические навыки будущим специалистам поможет предусмотренное программой выполнение лабораторных и практических работ на основе лабораторного практикума «Телевидение», выпущенного в свет редакционно-издательским центром Марийского государственного технического университета.

Телевидение (греч. τήλε — далеко и лат. video — вижу) (от новолатинского televisio — дальновидение) — система связи для трансляции и приёма движущегося изображения и звука на расстоянии.

Термин телевидение возник в 1890 году. Его впервые употребил русский инженер-электрик К. Д. Перский в докладе «Электрическое телевидение» на Международном конгрессе в Париже.

Телевидением называется область современной радиоэлектрони­ки, которая занимается передачей и приемом движущихся и непод­вижных изображений предметов, расположенных в пространстве электрическими средствами связи в реальном и измененном масшта­бах времени.

Общая задача телевидения состоит в дистанционном отображе­нии в сознании человека событий, происходящих в мире. Для полноты восприятия необходимо было бы воздействовать на весь арсенал ор­ганов чувств. Задачей телевидения на современном этапе развития техники яв­ляется получение на приемном телевизионном устройстве изображе­ния, соответствующего объекту передачи. Эта задача решается с помощью применения слож­ного комплекса аппаратуры преобразования, передачи, кодирования, декодирования, отображения, а также осуществления и других операций по обработке визуальной информации.

Телевидение базируется на достижениях многих смежных обла­стей знаний, таких как радиотехника, электронная техника, светотех­ника и других. Вместе с тем телевидение решает частные задачи, опираясь на математику, физику, химию, теорию информации и дру­гие науки. Поэтому телевидение тесно связано с общим развитием науки и техники.

В основе телевидения лежат три физических процесса:

· преобразо­вание световой энергии в электрические сигналы;

· передача их по ка­налу связи и прием электрических сигналов;

· преобразование элект­рических сигналов в оптическое изображение.

Дата добавления: 2014-01-06